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Questão 121 do ENEM PPL 2024

2º dia · Ciências da Natureza · H17 · Física: Ondas sonoras e acústica

O ouvido humano apresenta algumas características interessantes. Uma delas é que existe uma intensidade mínima, ou limiar de audibilidade, I_0, abaixo da qual o som não é audível. O nível de audibilidade é a grandeza que quantifica a audibilidade (sensação) e sua unidade é o fon, medido em decibéis (dB). O gráfico contém, em escala logarítmica, curvas de igual audibilidade, isto é, cada curva representa uma mesma audibilidade para diferentes frequências.

Gráfico de curvas de igual audibilidade relacionando o nível de intensidade sonora em dB (de 0 a 120 no eixo vertical) e a frequência em Hz em escala logarítmica (de 20 a 10 000 no eixo horizontal). Várias curvas indicam níveis de audibilidade de 0 fon (indicada como Curva de 0 fon e Limiar de audibilidade) a 120 fons (indicada como Limiar de dor).

Fonte: H. Fletcher and W. A. Munson, J.A.S.A., n. 5, 1933.

MAGALHÃES, D. A.; ALVES FILHO, J. P. A discreta dança do ar ao som das equações da física acústica. Física na Escola, n. 16, 2018.

Considerando a frequência de 90 Hz, o menor nível de intensidade, em dB, para que possamos perceber algum som é, aproximadamente,

  1. A
    -20.
  2. B
    0.
  3. C
    30.
  4. D
    40.
  5. E
    4 000.
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Resolução comentada

O limiar de audibilidade é a curva de 0 fon: ela mostra, para cada frequência, o menor nível de intensidade (em dB) que o ouvido consegue perceber. Abaixo dessa curva, o som não é audível. Então basta ler o valor dessa curva na frequência pedida.

  1. No eixo horizontal (escala logarítmica), localize 100\ \text{Hz} e ande um pouco para a esquerda até 90\ \text{Hz}, bem perto da marca de 100.
  2. Suba até a curva de 0 fon, a mais baixa, que também é o limiar de audibilidade.
  3. Leia o valor no eixo vertical. A curva começa em cerca de 70\ \text{dB} perto de 20\ \text{Hz} e cai de forma quase linear. Ela chega perto de 0\ \text{dB} só em torno de 700\ \text{Hz}.
  4. Em 90\ \text{Hz} o valor fica em torno de 40\ \text{dB}. Na figura, a curva passa por cerca de 40\ \text{dB} em 100\ \text{Hz}, logo em 90\ \text{Hz} ela está um pouco acima disso.

As opções são -20, 0, 30, 40 e 4\,000. A mais próxima do valor lido é 40\ \text{dB}.

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa B engana quem lê 'curva de 0 fon' e conclui que o nível é 0 dB; o fon é a audibilidade, e o nível em dB depende da frequência.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • A-20 dB não aparece na curva de 0 fon; o menor valor dela é cerca de -8 dB, perto de 4 000 Hz.
  • B0 dB é o limiar só em torno de 700 a 1 000 Hz, não em 90 Hz, e confunde o nome da curva (0 fon) com o valor em dB.
  • C30 dB é o valor da curva de 0 fon em cerca de 200 Hz, não em 90 Hz.
  • E4 000 é uma frequência em Hz do eixo horizontal, não um nível de intensidade em dB.

Assunto: Ondas sonoras e acústica.

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